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常州市天志金属材料有限公司一、4J29概述4J29合金又称可伐(Kovar)合金该合金在20〜450C具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定 性合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用是电真空器件主要密封结构材料1.1 4J29材料牌号4J29o3.1.1 4J29相近牌号见表1-1o表 1-1 [1-4]俄罗斯美国英国日本法国德国29HKKovarNiloKKV-1Dilver P0Vacon 1229HK-BHRodarTelcasealKV-2Dilver P1Silvar 48Techallony Glasseal 29-17KV-31.3 4J29材料的技术标准YB/T 5231-1993《铁镣钻玻封合金4J29和4J44技术条件》1.4 4J29化学成分见表12表 1-2%C Mn Si P S Cu Cr Mo kl, 八 l Ni Co Fe<0.03 0.5 0.30 0.020 0.020 0.20 0.20 0.20 28.5〜29.516.8 〜7.8 余量在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镣、钻含量偏离表1-2规定范围。

铝、镁、信和钛的含量各不大于0.10%,其总量应不 大于0.20%o1.5 4J29热处理制度标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样，在氢气气氛中加热至900C20C,保温1h,再加热至 1100C20C,保温15min,以不大于5C/min速度冷至200C以下出炉1.6 4J29品种规格与供应状态品种有丝、带、板、管和棒材1.7 4J29峪炼与铸造工艺用非其空感应炉、真空感应炉或电弧炉骼炼1.8 4J29应用概况与特殊要求该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-C硬玻璃封接合金经航空T•厂K期使用，性能稳定主要用于电 真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、品体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接 在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配根据使用温度严格检验其低温组织稳定性在加工过程中应进行适当的热处理， 以保证材料具有良好的深冲引伸性能当使用锻材时应严格检软其气密性二、4J29物理及化学性能3.2.1 4J29热性能3.3 4J29溶化温度范围该合金溶化温度约为1450C[1,2]o3.4 4J29热导率见表2-1 o表 2-1 [1]e/C 100 200 300 400 500A/(W/(m-C)) 20.6 21.5 22.7 23.7 25.43.5 4J29比热容在0C时，比热容为440J/(kg・C)；在430E时，比热容为649J/(kg・C)。

3.6 4J29线膨胀系数标准规定a 1(20〜400E)=(4.6〜5.2)x10-6C-1 ； a1(20〜450C)=(5.1〜5.5)x10-60-1 (当用于晶体管时上限为5.6x10-6r-1)o合金的平均线膨胀系数见表2-2o合金的膨胀曲线见图2-13.2.2 4J29 密度2.3 4J29电性能2.3.1 4J29 电阻率 p=0.48|jQ m[1,5]o 表 2-2[1]0/Ce/cD1O-6C-120 〜607.820 〜5006.220 〜1006.420 〜5507.120〜2005.920 〜6007.820 〜3005.320 〜7009.220〜4005.120 〜80010.220 〜4505.320 〜90011.42.3.1 4J29电阻温度系数见表23表 2-3[1]温度范围/C20 〜5020 〜8520〜10020 〜20020 〜30020 〜400aR/10-3C-13.73.73.93.93.73.33.5.1 4J29磁性能4.1 4J29 居里点 Tc=430C[1,5]o4.2 4J29合金的磁性能见表2-4[1]c在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T,矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]o5.2 4J29化学性能合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。

表 2-4[1,2]H/(A/m)B/TH/(A/m)B/TH/(A/m)B/T80.9x10-2800.3520001.47162.1x10-21600.8140001.61243.6x10-24001.17408.3x10-28001.34三、4J29力学性能4J29技术标准规定的性能4J29硬度深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定厚度不大于0.2mm时不作硬度检验4J29抗拉强度丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定表3-1状态深冲态6/mm>2.5<2.5硬度HV<170<165表3・2ab/MPa状态代号状态丝材带材R软态<585<5701/411/4硬态585〜725520〜6301/211/2硬态655〜795590〜7003/413/4硬态 硬态725〜860>850600〜770>700ffi 2-1 4J29合金膨胀曲线3.2 4J29室温及各种温度下的力学性能4J29硬度冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的硬度见图3-1 o4J29拉伸性能合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2表 3-3[1,5]ob/MPa oP0.2/MPa 5/%520 330 300 600 8o/r18 3-2 50%冷应变率的带材在不同温度 下退火（1h）后的抗拉强度心图3-1 50%冷应变牢的带材在不同温度下退k（1h）后的咬度仲4J29持久和蠕变性能4J29疲劳性能4J29弹性性能4J29 弹性模量 E=138GPa四、4J29组织结构4J29相变温度丫一。

相变温度在-80C以下4J29时间-温度-组织转变曲线4J29合金组织结构合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-785C冷冻，大于等于4h不应出现马氏体组织但当合金成分不 由时，在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体（Y）向针状马氏体（a）转变，相变时伴随着体积膨胀效应合金的膨胀系数相应增高，致 使封接件的内应力剧增，甚至造成部分损坏影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分从Fe-Ni-Co三元相图中可以看 到，镣是稳定Y相的主要元素，镣含量偏高有利于Y相的稳定随合金总变形率增加其组织越趋向稳定合金成分偏析也可能造成局 部区域的Y-a相变此外晶粒粗大也会促进Y-a相变4J29晶粒度标准规定深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒不得超过面积的10%厚度小于0.13mm的带材估计 平均晶粒度时，沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个冷应变率为60%〜70%的厚的带材，在表4-1所示温度下退火1h,空冷后，按YB 027-1992附录A评级，其品粒度见表4-1表 4-1 [1,2]退火温度/C 675 700 750 800 900 1000 1100 1200晶粒度级别开始再结晶>10 >10 10 7.5 5.0 4.0 3.0五、4J29 T艺性能与要求突值与厚度的关系4J29成形性能该合金具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。

但应避免在含硫的气氛中加热在冷轧时，当带 材的冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性：冷应变率在10%〜15%范围时，合金在退火后会导致晶粒急剧长大，也将产 生合金的塑性各向异性当最终应变率为60%〜65%,晶粒度为7〜8.5级时，其塑性各向异性鼓小［247〜9］合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1 o4J29焊接性能该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镣等金属焊接当合金中钻含量大于0.06%时，将影响板材的 氧孤焊焊接质量，甚至使焊缝开裂该合金与玻璃封接前，应清洗干净，随后进行高温湿氢处理、预氧化处理4J29零件热处理工艺热处理可分为：消除应力退火、中间退火、净化去气处理、预氛化处理⑴消除应力退火为消除零件在机械加工后的残存应力要进行消除应力退火：470〜540C，保温1〜2h,炉冷或空冷⑵中间退火为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工工件需在干氢、分解氨或真空中，加热 到750〜900C，保温14min〜1h,然后炉冷，空冷或水淬净化去气处理零件成形后，预氧化处理前，需进行湿氢处理，处理前应进行除油工作需在饱和湿氢中，加热到950-1050C，保 温10〜30min,然后炉冷。

预氧化处理合金在湿氢处理后，熔封前一般要进行预氧化处理，使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结 合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润零件在湿氢处理后，在大约800C的空气中氧化零件的增重在0.2〜0.4mg/cm2范围为宜［10］ 该合金不能用热处理硬化4J29表面处理工艺表面处理可用喷砂、抛光、酸洗零件与玻璃封接后，为易于焊接，需去除封接时生成的氧化膜，可将冬件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中，加热到70C左右，酸洗2 〜5min该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镣、铭等金属为便于零件间的焊接或热压粘结，常镀以铜、镣、金、锡的镀层为 改善高频电流的传导能力，降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性，常镀以金、银的镀层为提高器件的耐蚀性能可镀镣或金［11］4J29切削加工与磨削性能该合金切削特性和奥氏体不锈钢相似加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工切削时可使 用冷却剂该合金磨削性能良好。